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篇1
面对航天科技迅猛发展,现代军备技术快速提升,培养具有专业性的高素质航天类人才,是我国航天科技发展的战略选择,也是航天重点高校面向并有效服务航天事业的历史责任。航天类本科生的教育形式也需要突破传统的方式,着重多样性、前沿性、工程性,因此,该专业的各门课程教育都应该结合专业特点,探索新的教学模式。
人工智能自1956年诞生50多年以来,引起众多科研机构、政府和企业的空前关注,已成为一门具有日臻完善的理论基础、日益广泛的应用领域和广泛交叉的前沿学科。由于航天领域的特殊要求,人工智能在其发展中发挥着不可替代的重要作用,各发达国家都相继开展了人工智能与航天技术相结合的研究,致力于实现可重构的、具有容错能力的、智能的飞行系统和管理系统。因此,“人工智能”作为航天类专业的一门特色选修课,应结合专业特点展开更具有实用性和创新性的教学。
1 人工智能课程特点
一方面,“人工智能”是一门多学科交叉的综合学科,它涉及计算机科学、数学、心理学、认知科学等众多领域,具有知识点多、涉及面广、内容抽象、不易理解、理论性强等特点,使得该课程的教学具有较大的灵活度和较高的难度。另一方面,“人工智能”是一门正在发展中的学科,具有较强的前沿性,计算机科学、信息科学、生物科学等相关学科的发展不断的提出了许多新的研究目标和研究课题,使得人工智能的技术和算法也需要不断更新,这在很大程度上增加了“人工智能”课程的教学难度。
2 航天类专业特点
首先,航天类专业具有较强的工程性。在专业的教学改革中有统一的特点,即强调要体现航天工程技术的综合性、系统性, 注重培养复合型人才。其次,航天类专业具有一定的前沿性。因为航天飞行器作为现代高科技和多种学科技术综合应用的结晶,应及时把现代先进科技融入到了专业基础和专业类的课程教学中, 专业知识更新快成为又一特点;另外,航天类专业应注重实践性教育。尊重个性和兴趣,强调动手能力,实验室对学生开放,要求学生自主地设计完成实验,强调对学生设计理念和创造能力的培养。最后,航天类专业应重视产学合作。产学合作的目的在于推动学校与航天产业的持续全面合作,造就一支科学技术研究和工程实践兼备的教师队伍。
3 教学模式的探索
3.1 教材的选择
人工智能作为一门新兴的学科,其理论与方法都还在不断的发展与完善中。就目前来看,关于人工智能的定义和范围都没有一个统一的标准,不同的教材所介绍的内容也不尽相同。在教材选用方面,需要综合考虑专业特点和学生的知识背景。本课程主要针对航天类专业高年级本科生,该类学生具有一定的数学、计算机、信息论、通信理论等基础知识,对航天应用的基本需求有初步的了解,因此,“人工智能”课程难度应该控制在中级,可以较深入的介绍人工智能的基础算法和应用案例。
中南大学蔡自兴教授积累了多年的教学与科研经验,借鉴了国内外其他专家和作者的最新研究成果,吸取了国内和国外人工智能领域学术书籍的长处,于1987年编写了“人工智能及其应用”一书,该书根据人工智能学科的新发展不断修订,推出四个版本。本课程采用“人工智能及其应用(第4版)”,其中大部分内容适合本科生学习。另外,本课程还给学生提供其他一些参考书目,如N.J.Nilsson 的“Artificial Intelligence:A New Synthesis.Morgan Kanfmann”等经典教材。
3.2 课堂教学形式的探索
“人工智能”课程内容较抽象,概念较为繁多,若采用单一的课堂讲授的方式,学生容易概念混淆、理解不透,逐渐产生厌倦情绪,导致教学效果差。本文探索不同的课堂教学手段,根据不同内容采用不同的教学手段,有利于学生对课程内容的理解与吸收。另外,考虑到航天类的专业特点,突出课程内容的工程应用,增加研究性质的教学内容与形式,有利于培养学生的创新能力和实践能力。
(1)课件采用图文并茂的PPT。综合利用文字、图像、声音、视频等多种媒体表示方法,在介绍原理和概念时采用精辟的文字,介绍算法流程时采用图像,介绍算法应用时采用视频。在PPT中适当利用不同的字体、颜色或动画来突出重点,细化流程,引导学生的思路,便于集中注意力接受重点内容。
(2)适当增加课堂讨论与练习。对于人工智能的一些基本问题,可以引导学生进行调研和讨论,来深化课程内容的了解,并提高学生的学习兴趣;对于重要的算法和理论,可以增加课堂练习,让学生实际动手进行公式的推导或演算,并在练习中分析学生对问题的理解程度,有针对性的增加讲解或指导。
(3)适当采用类比的讲解方式。对人工智能的不同学派,不同方方法,以及方法的不同应用,广泛的采用类比的形式进行讲解,不仅可以复习已学习的内容,也利于对新内容的理解。并且,通过对不同内容的比较总结相似点、区分不同点,可以避免概念的混淆,清晰的掌握课程内容。
(4)增加研究性教学。研究性教学强调通过问题来进行学习,有必要将实际应用案例或者授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,用“启发式”、“案例式”教学激发学生“自主学习”能力。
3.3 课程内容的探索
一方面,鉴于本科生知识结构还不够完善,“人工智能”课程的内容要控制在适应本科生学科基础的中等难度;另一方面,鉴于航天类专业的特点,课程内容应更注重与航天应用相结合的内容,并且在课程中增加具体应用的介绍。具体的课程内容如表1所示。
3.4 考核形式的改革
“人工智能”课程注重学生创新能力和实践能力的培养,传统的试卷形式不能全面的反应学生的学习效果,因此,应采用课堂表现和课程报告相结合的方式进行综合考核。
一方面,重视学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,对学生课堂讨论与练习的表现进行考核评分,作为总成绩的参考;另一方面,注重学生课题调研和实践的能力,采取提交课程论文的形式进行考核。正确引导学生根据个人兴趣、课程内容、可行性、实践难度进行合理选题,并根据所选题目进行文献查阅和总结,完成调研报告或算法实现报告。结合者两个方面进行最终成绩的评定,综合衡量学生问题分析能力、论文写作能力和创新实践能力。
4 结语
航天类专业的本科生教学需针对专业特点有的放矢,该专业的课程教育都应该趋向于前沿性、专业性和实用性。本文的“人工智能”课程教学改革方案不仅考虑到该课程属于前沿叉学科的特点,也综合考虑了航天类专业的特点。为了使课程教学更好地服务于学生,本文提出的改革方案打破传统的教学模式,将课堂理论讲解、课堂讨论、课后调研、项目实践等相结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,提高学生的创新能力,有利于培养真正符合航天领域所需要的综合型高级人才。
参考文献
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篇2
1智能系统控制课程探究式教学设计
智能系统控制课程与智能信息处理课程分别是我院的必修课程和选修课程,其探究式教学平台主要包括网络课程、讲义下载、学生论文/程序演示等模块。智能系统控制课程的探究式教学是指教师利用课堂的知识传授和网络的开放资源,安排学生分课题组,边进行科研合作边学习的教学模式。因此,探究式教学具有学生积极性高、师生/学生之间交互强、学生体验印象深和师生互相学习等特点。本课程的探究式教学模式设计的步骤有探究式教学模式设计、网络课程网站设计和实践展示平台的设计。
1.1探究式教学模式设计
传统教学模式往往没有提供可供学生自主选择的学习方法,但并不是所有的学生都适合此种教学方式[2]。因此,有必要研究可供学生自主选择学习进度的探究式教学模式,以实现因材施教。
本课程的探究式教学模式具体来说,是指根据每个学生的专业、基础、潜力和特点划分几个合适的课题组,帮助每个学生选定自己的小课题;接着,在老师指导和组长带领下分组调研、讨论、设计、编程和交流,同时可以利用教学网络中的各种教学资源;最后,将成果总结为PPT和程序,在课堂上交流,再在网络上演示。例如,先根据学生学习智能系统控制课程的不同目的和学生的专业基础,将众多学生分为自动化组和通信组。然后,由各大组的组长和组员根据专业基础和兴趣探讨课题题目和研究子方向,保证每个学生都有具体研究小课题。进而,学生调研、探讨、研究、合作、交流,进行PPT陈述。再如,有的学生想学智能控制的理论知识,有些学生则想重点学习智能控制的应用技术,因此将智能系统控制网络课程分为理论教学和应用教学。
1.2网络课程网站设计
智能系统控制网络课程的主要功能是在教学网页上向学生展示智能系统控制的各种课程知识,要求以逻辑性强、易于理解的方式向学生传授知识,这是学生自主学习的重要环节。知识点页面的设计要求排版清楚美观,色调适合统一,图文并茂,以多媒体的形式展示知识。为了让学生及时了解自己的学习进度并能实现知识点页面的随意转换,设计了动态跟随目录,以便于学生随时选择课程的学习内容。对智能系统控制课程设计了进度参考值,以便于学生知道其学习快慢,从整体上把握学时规划。
1.3实践展示平台的设计
在智能系统控制课程的实践展示平台中,习题的存储和管理都在数据库中进行,章节自测题的功能模块如图1所示[3-4]。学生每学完一章就可通过练习来巩固该章的知识,了解其对本章节知识的掌握情况。
在课后习题的设计中,特别增加了显示失分题并列出正确答案的功能以及留言功能。学生利用前一功能了解自己错误理解的那些知识点并改正错误,学生通过后一功能提交对答案的任何质疑或更好的建议方案,并由专业老师予以点评,如图2所示。这些功能能提高学生的积极性,增加老师与学生之间的互动性,为学生学习本课程提供了很好的智能助手[5-6]。
智能系统控制课程实践展示平台的另一重要功能是利用Java技术等网络工具展示智能技术的演示程序,促进学生的学习交互性和实践效果。对于人工智能和智能控制课程中每种能演示程序的知识点,都可以用Java等技术编程实现交互演示实例,也可以推荐学生设计相关的演示程序,开设学生作品的演示区。
2结语
智能系统控制课程的探究式教学方法可以弥补传统智能控制教学过程中的一些不足,让任何学生都可以在任何时间、任何地点选择一种自己想学的教学模式,以自己喜欢的学习方式和学习进度进行学习。学生根据自身的条件选择一种教学模式,然后进行自主学习。每章最后会设置章节自测题,查看学生对本章节的掌握情况,更主要的目的是巩固学生本章所学知识。随着智能网络技术的发展,智能技术的教学将会更加人性化和个性化[7-8]。
参考文献:
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Research on Exploring Teaching of Intelligent System Control Course
GONG Tao1, ZHOU Jia-jia2
篇3
1课程设计改革的意义
完备的实践教学体系主要包括课程实验、课程设计、实习、毕业设计(论文)等。通常,国内高校都将毕业设计(论文)环节作为实现解决复杂工程问题的重要载体。但近年来,毕业设计期间应聘、考研等挤占了学生很多时间和精力,设计内容往往弱化甚至忽略难以处理的学科交叉问题和非技术因素,且毕业设计往往采取一人一题,很难达到个人与团队的教学指标。课程实验往往随理论授课逐周分散进行,受学时限制以及学生知识掌握处于积累阶段等因素,一些深度型、探究型、综合型的实验往往很难开展。实习由于受到场地、经费、管理难度、企业技术保密等限制,往往缺乏理论指导下的实践。一些计算机类专业学生到实习单位后,只能接触一些前端页面或模块代码的机械性编写,无法接触软件或硬件的具体设计过程,有些专业实习甚至畸变为企业参观。《计算机类专业教学质量国家标准》要求计算机类专业学生4年的实验当量应不少于2万行代码。在课程设计方面,要求至少完成两个有一定规模和复杂度的系统的设计与开发。调研发现,实践教学体系中提高学生解决复杂工程问题的环节应保证时间的集中性,内容的规模和复杂度要达到国家标准中的要求,且应在理论的指导下开展,课程设计比较符合这一要求,应作为提升学生解决复杂工程问题能力培养的关键突破口。
2课程设计改革宗旨和研究方法
2.1课程设计改革宗旨
第一,以培养学生解决复杂工程问题能力为主线,突出工程技术应用能力的培养,强调自主学习和终身学习意识培养,全面提升学生的能力和素质。第二,使学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案,在设计环节中体现创新意识,实现多方案分析与评价,从而全面提升实践教学效果。第三,使学生深入掌握工程原理,结合工程实践,体现综合运用,提升解决复杂工程问题的能力。第四,分解落实解决复杂工程问题能力的培养,课程设计的持续改进逆向推进课程体系的整体优化。第五,构建计算机专业完善的实践教学体系和课程群体系,建立各项实践教学活动的持续改进机制。
2.2基本研究方法
第一,调研法。采取调研问卷调查和访谈的方式,对目前已毕业学生、在校生(包括计算机类专业本科生、研究生)、教师(包括教学管理、教学一线、教辅等多层面)开展调研。同时走访和调研部分高校、IT企业和专业培训机构等。第二,逆向研究法。从实践入手,逆向优化专业类知识体系教学。第三,分析建模法。对调研数据、教学环节统计与考核数据、质量保证监控数据进行科学分析,借助人工智能手段进行建模优化。第四,螺旋优化、研以致用法。杜绝纸上谈兵,形成的专业课程设计内容设置实施方案(含教改方案、教学大纲、课程标准、考核标准等),直接实施于一线教学活动,并通过实施效果的反馈螺旋优化后续方案。
3课程设计改革实践
课程设计计划的实施要求指导教师明确课程设计对应于工程教育认证标准具体的毕业要求指标点,并要在课程设计过程中坚持实施。明晰课程设计对毕业要求指标点的支撑作用,为合理安排课程设计的内容明确了指导思想。本校计算机科学与技术专业培养方案以工程教育专业认证为背景,共设置11门课程设计。一类课程设计在前5学期开设,涉及专业类知识课程门数相对较少,具体包括以下7门课程设计:C语言程序设计课程设计、Java程序设计课程设计、数据结构与算法课程设计、数据库原理课程设计、计算机网络课程设计、C++程序设计课程设计、JavaEE编程技术课程设计。以上课程设计以语言开发为主,是培养学生计算思维、软件工程设计规范、计算机语言开发能力的基础。指导教师面向解决复杂工程问题培养,认真设定课程设计题目和内容。以学生为中心,强调基础性、技能性、应用性、工程性和创新性,采用问题驱动和求解渐进化方式不断提升学生解决复杂工程问题的能力。每门课程设计在具体实施中,指导教师始终探索课程设计如何解决承上(课程实验)启下(毕业设计和实习),并不断思考和探索课程设计如何逆向优化专业类知识课程的教学活动。计算机科学与技术专业另一类课程设计在第6和第7学期设置,综合性较强(在某些高校或专业有时被称为“综合开发实训”或“综合训练项目”等,但通常拘泥于一种开发语言或技术)。综合类课程设计有4门:A.体系结构课程设计。专业类知识课程涉及体系结构、计算机组成原理、编译原理、汇编与接口技术、计算机网络等硬件类和系统类课程。B.操作系统课程设计。专业类知识课程涉及操作系统、Linux系统等系统软件类课程和部分高级语言类课程。C.软件开发综合课程设计。专业类知识课程涉及各种高级语言类课程(如Java、C、C++)、软件工程、数据结构与算法、数据库原理等软件开发类课程。D.Python与人工智能课程设计。专业类知识课程涉及各种高级语言类课程(如Python、Java、C、C++)、数据结构与算法、人工智能导论等课程。综合类课程设计涉及大量通识类知识和学科基础知识,具有较高的综合性,包含多个相互关联的子问题,体现问题和系统的规模、难度、复杂度、综合性。课程设计更强调培养学生的系统观,使学生能够站在系统的高度,以系统的视角去看问题,去适应错综复杂的应用场景,最终实现问题的系统化、科学化求解。“软件开发综合课程设计”综合了之前的.NET综合课程设计、Java综合课程设计等软件开发类课程设计。根据工程教育专业认证要求,这门课程设计并不拘泥于某一种语言或技术要求,要求学生能够针对复杂工程问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具等设计开发一套软件系统,并通过对比得到有效结论。“Python与人工智能课程设计”以解决复杂工程问题入手,学生首先分析问题建立模型,然后给出解决方案和算法设计,通过Python语言及其扩展库编程实现系统,最后通过设计方案、模型、算法、开发语言等多个角度对比分析给出所设计系统的客观性评价。在2017版培养方案中该课程设计为“Python程序设计课程设计”,设计内容包含了软件开发、大数据、人工智能、深度学习等。2019版培养方案中,专业增设了1门48学时的人工智能导论理论课,Python程序设计和人工智能导论合并为1门2周的“Python与人工智能课程设计”。“体系结构课程设计”和“操作系统课程设计”是专业认真研究工程教育认证标准后于2019版人才培养方案中新设置的2门课程设计。在学时紧张的情况下,专业仍增设了这2门综合类课程设计,力图保证学生硬件系统、组成原理、体系结构、操作系统方面的综合设计能力培养质量,保证人才培养的系统性和专业性。课程设计具体实施过程中,指导教师以突破解决复杂工程问题能力培养为核心安排课程设计内容,使学生的能力培养达到工程教育认证标准的培养要求,反复思考和尝试解决以下关键问题:第一,课程设计内容重点覆盖了《华盛顿协议》7个特征中的哪些特征?课程设计的规模、难度、复杂度、综合性是否能满足工程教育认证背景下的解决复杂工程问题的要求?第二,课程设计中,如何运用深入的而不是浅显的工程原理,经过什么样的分析,而不是直接套用原理、公式来解决设计目标?第三,课程设计中学生在哪些理论指导下进行实践?加深对哪些原理的理解?第四,为了突出复杂工程问题的解决,与课程设计相关的一门或多门相关课程的讲授环节中,将对传统的授课方式、方法和内容采取哪些变化?与课程设计相关的理论知识讲授和基本实验环节能否为学生完成课程设计奠定扎实基础?第五,课程设计是否要引入混合式教学?如果引入,混合式教学将如何提高课程设计效果?第六,从以学生为中心的角度分析学生如何通过课程设计和相关理论的学习,实现从“学了”到“学会”再到“会应用”?第七,课程设计“能力培养”如何量化考核,“复杂度”如何评价?以产出为导向,如何建立持续的人才培养改进机制?通过指导教师的不断思考和改革尝试,使各门课程设计实现了设计理念的转变、从简单到综合的转变、从单一系统到增加对比分析、综合评价等突破常规的转变。
4课程设计改革效果
课程设计改革使计算机科学与技术专业逐步形成一套课程设计内容设置实施方案(含教改方案、教学大纲、课程标准、形成性考核标准等),并直接实施于现有教学活动。通过培训和专家辅导讲座等形式,指导教师深刻理解了工程教育认证的本质和内涵,改变了传统的课程设计理念。以复杂工程问题的提出和解决为课程设计核心,突出产出导向,精心设计课程设计题目,优化课程设计考核指标,建立了课程设计持续改进机制。课程设计改革在人才培养方面取得了切实效果。第一,以培养学生解决复杂工程问题能力为主线,突出工程技术应用能力的培养,增强了学生自主学习和终身学习意识培养,设计理念更符合学科发展趋势。第二,使学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案,在设计环节中体现创新意识,养成了多方案分析、对比和评价的设计习惯。第三,使学生逐步掌握深入的工程原理,结合工程实践,综合运用,提升了解决复杂工程问题的能力。第四,以课程设计内容设置为突破口,逆向推进课程体系设置整体优化,使学生通过实践逆向推动理论课学习的兴趣和动力,学生的理论素质进一步提升。课程设计改革首先在省级一流本科专业“计算机科学与技术”专业实施,并推广至软件工程、数据科学与大数据技术、物联网工程三个计算机类本科专业。与信息技术密切且相关的电子商务、电子信息工程、机器人工程等专业也逐步开展了面向复杂工程问题能力培养的课程设计改革,取得了切实有效的实施效果。
5结语
截至2018年,计算机类专业已达3349个专业点,培养学生复杂工程问题的解决能力,是工程教育专业认证对工程类专业人才培养的核心要求,也是一流本科专业建设的核心目标之一。随着工程教育认证的普及开展,面向OBE理念,突出解决复杂工程问题能力培养的课程设计改革越发迫切和必要。只有不断改革,建立持续改进机制,才能不断优化计算机教育教学工作,为信息技术产业培养更多优秀人才,推动我国信息技术产业的蓬勃发展。
参考文献:
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篇4
科学家曾乐观估计在计算机诞生后数年,人工智能即可实现,但现实却残酷得多。时至今日即使计算机拥有相当于人脑上亿倍的运算和存储能力,人工智能仍遥遥无期。其难点在于如何训练一台机器使其拥有人类的思考方式、思维逻辑甚至情感。
眼下自然语言以及语音研究的发展令人工智能曙光初现。具体而言,首先在不需要理解句子的前提下,机器要能将语音自动准确地转化为文字;第二步需辅以逻辑、自我学习能力,使其正确理解语义并作出反馈。在PC时代,实现上述两点非常困难。原因在于语言样本收集非常复杂,这一过程不仅需要麦克风等外部传感器,还需耗费专门的人力物力。
而移动端的兴起则能改变这一切。首先是硬件支撑,以往数据的采集多基于实验室内安静环境,而移动环境下数据则来自四面八方,随时随地均可收集;其次,移动场景下输入输出相对麻烦,用户由此对语音的需求大大增强;再次,人工智能算法需强大的计算能力,手机计算能力正得到大幅提升;第四则是人工智能系统依赖数据而生,移动端所提供的海量数据可令机器模拟学习。
在搜狗副总裁茹立云看来,语音技术的发展使得机器更加友好,人机对话也将大大改善交互体验,而基于互联网大数据形成的巨型知识库则支持机器具备更完整的人类知识体系和逻辑推理能力。 “如果从用户的角度来看,人工智能好像真的实现了一点儿。” 李志飞对《环球企业家》说,“虽然这离严格意义上的人工智能还差十万八千里。”
爆发
2010年,尚在美国工作的李志飞曾有这样的经历:下班后太太让买东西回家,沿途虽有超市却并非时时开门,他希望通过手机上网查询其营业情况,却因开车驾驶导致操作极不便。李志飞由此萌生了开发说话就能让手机直接告知答案的工具。
这正是李的本行。毕业于约翰霍普金斯大学语言语音处理实验室(CLSP)的李志飞,其博士研究方向正是人工智能分支之一的机器翻译领域。他曾是当今世界两大主流机器翻译开源软件之一的约书亚(Joshua)的发明者。在李看来,如果机器翻译系统可完全替代人工翻译,最终就有可能实现人工智能。博士毕业后,李志飞进入谷歌研究院开发谷歌翻译(Google Translate)产品,其中一个具体项目正好与移动相关,即在不联网的情况下将整个翻译系统移植至手机,最终避免网络漫游等困扰。这一项目对其启发颇多——以往数千台机器同时运算的系统如今可通过技术手段平移至手机,从算法到存储空间均可优化,这使得人工智能在移动时代能被充分挖掘。
早在2000年,李曾在南京创建从事手机上网的移软,后者被美国Palm公司收购。这一经历使其对创业兴致颇浓。 2012年10月,在谷歌研究院工作两年半后,李离开硅谷回到中国,创建聚焦智能移动语音搜索公司Mobvoi,并在半年后首款基于微信平台的语音语义交互应用“出门问问”。 现在,如果你打开微信对其提出各种问题,例如“下周二从魔都到南航最后一趟航班是哪班”,它都能给你全面准确的回答。这一应用在复杂语句处理方面有时甚至超过Siri、百度语音助手等产品。
虽然“出门问问”面临科大讯飞、百度、腾讯、搜狗等劲敌,但同行间的竞争优势并不相同。科大讯飞优势在语音识别,即将带有方言、噪音的语言转化为文本,其准确率可达85%甚至更高。百度、搜狗的优势则在于基于搜索所积累的大量数据,以此帮助机器完成语义理解,进而对用户作出反馈,这正是自然语言理解的第二步。而将上述机器理解的关键词放到具体的应用里去搜索查询用户想要的内容,将表格再转化为内容是第三步,在此过程中需要更多数据源支持,比如包含知识库的维基百科、社交为内容的facebook、海量购物信息的淘宝、O2O领域的大众点评网、去哪儿网等数据。以上述数据为依托,可产生满足用户需求的内容和应 用。
李志飞想做的正是以语义理解为核心优势、以O2O方向为主的垂直应用。在拥有强大算法的前提下,出门问问的训练数据可能比百度少很多,但五六百个数据库就能将整个系统做得很好。出门问问以开发和使用工具见长,并支持新应用的语义分析,进而提升准确率。例如在应用中接入新的查询内容“电影院”、“景点门票”或时令性的“星际迷航游戏”只需要耗费一个工程师1-2天时间。 此外在数据分析和积累方面,出门问问亦可能颠覆以往的巨头。以谷歌为例,其语音识别系统在短短两年时间内就超越最早提出算法的IBM,原因就在于谷歌的互联网基因,在云计算方面优势显著。出门问问在一开始则锁定移动互联网,并以此为基因则使其更具有针对性和专项性。
为了在语音识别、语义理解的精准度上比肩谷歌等超级巨头,李志飞向《环球企业家》透露秘诀在于做窄,即不像Siri那样大而全,不搞娱乐化,专门针对O2O领域;第二则是做深,即针对一个问题力争所有维度都能覆盖,比如回答“附近人均50元以内有wifi有停车场的川菜馆”此类细致的问题。
为了实现人工智能,以语义见长的李志飞注意走捷径。在基础语音识别部分,出门问问的技术就来自于谷歌以及一家只有数十人的本土创业公司云知声。后者在短短一年时间内, 就已在技术水平上能与科大迅飞并驾齐驱,并受到诸多互联网公司和个人开发者的关注。
云知声最早出现在公众面前是在2012年11月,其独家支持的搜狗语音助手备受瞩目。今年3月,在锤子ROM手机会上,云知声再次名列其中。此前锤子ROM在语音方面选择的合作对象是科大讯飞,但在距会仅一周时,双方的合作仍未能推进。情急之下,云知声则为罗永浩提供了解决方案。虽然该方案在英文识别上略逊于科大讯飞,对于锤子ROM而言却堪称雪中送炭之举。此后5月,在LeTV乐视超级电视会上,云知声悄然现身,为其量身定制了一套面向智能电视的语音助手。藉此,乐视TV完全实现语音遥控。 云知声的出现已改变了以往在语音领域,用户只能唯科大讯飞马首是瞻的局面,并再度激发同业间的竞争。
与讯飞类似,梁家恩亦是“科大系”。 2001年梁毕业于中国科技大学,进入中科院自动化所硕博连读,专攻语音识别。而科大讯飞成立于1999年,当时正读本科的梁家恩见证了科大讯飞的迅猛发展。2008年前,科大迅飞和捷通华声主要聚焦在语音合成领域,即“把文本用机器念出来”。而 2008年后,科大讯飞借助移动互联网开始在语音识别领域一支独秀。这给了梁很大启发。基于在语音领域的多年积累,他决定带领团队创业。
2012年初,梁家恩带着一批拥有十年以上从业经验的同仁向语音识别领域挺进。虽然前有科大讯飞、百度,后有腾讯、搜狗等竞争者,但云知声却拥有最核心最稀缺的人才优势。仅数月后,云知声语音云平台就已完成。更令梁家恩得意的是目前最火热的深度神经网络(DNN)技术,微软需要数百台机器集群才能完成,其团队却能在不到三个月内就全部完成,而其所用的全部部件竟是团队淘宝DIY而成,总投入不到十万元。在DNN系统上线后仅四个月,云知声就对系统进行重大升级,效率提升幅度达30%以上。
云知声的优势还在于在识别能力业内领先的情况下,其反应速度可比竞争者快二至三倍。例如一般机器处理一秒钟语音需要0.6-0.8秒,云知声可达0.2秒。如此可大大提升用户体验,并降低服务成本。梁家恩认为如此并无捷径,主要靠经验。“算法和系统原理其实没有差异,学术论文也可以找到,但是即便你知道这个原理,能做好是另外一回事。就像大家都知道手机怎么做,但有人做出的是苹果、三星,有的是山寨机。” 梁家恩解释说。
随着移动互联网的迅速发展,梁家恩认为在智能语音领域,云知声还将拥抱诸多可能。第一是为开发者提供基础的语音云服务,即完全开放和永久免费的语音平台;二是为手机、电视、可穿戴产品、玩具等智能设备提供解决方案;三是为口语学习、智能客服、医疗等传统行业提供智能化解决方案,在国外客服系统智能化已超过30%,而国内才刚刚起步。在英语学习领域,通过人工智能可提供机器对话、机器打分等新服务。
试图在语音识别领域淘金的创业者不仅包括梁家恩,还包括灵声信息科技有限公司创始人、CEO吴义坚。虽然今年只有32岁,但吴已是中国智能语音领域的“前辈”。吴15岁考入中国科技大学少年班,25岁获得博士学位。博士期间,他在创立科大讯飞的电子工程与信息科学系教授、博士生导师王仁华带领下,进行讯飞语音技术的研发工作,成为科大迅飞的早期骨干员工之一。之后,吴义坚还进入微软亚洲研究院、日本名古屋工业大学等国内外顶尖语音机构就职和学习。在从事语音技术研发的近12年间,他获得了多项语音产品的专利。
2012年7月,吴义坚加入盛大创新院任语音创新院院长,几个月后,其项目从盛大独立出来,他亦从大公司的领导者变成创业者。为了继续在语音领域精耕细作,他一方面稳住团队,另一方面则开始思考如何将人工智能真正落实到产品层面。
在谷歌公布的一组数据中显示,2012年北美移动端搜索量超过40%来自语音,这令吴看到语音技术应用的商业价值。他决定做两件事,一是依靠过去十余年积累的语音基数积累,打造语音平台,二是完成一系列B2B、B2C的应用。
在吴义坚看来,从事语音领域的应用开发,没有独立的语音系统将受制于语音提供商,后者提供的通用语音平台的准确率一般在90%左右。若通过定制细分领域的语音平台,其准确率可达95%甚至更高,因此拥有自己的语音技术平台十分重要。此外,研发必须深入B2C业务,细分方向在于服务于老人的电话助手、针对幼儿教育的娱乐助手、游戏助手、医疗助手等。 而在B2B业务上,智能家电、呼叫中心、车载等领域的语音应用将是大势所趋,吴认为这正是灵声科技的营收重点。
如今,百度、搜狗、腾讯、阿里巴巴、 联想、华为等公司均在智能语音领域攻城略地,灵声科技亦与上述公司合作。“困难在于这些公司不太可能真的深度合作,他们不希望语音卡在第三方手上。”吴义坚对《环球企业家》说。对于联想、华为等新进入者来说,困难在于若想从零开始,通常需要在技术和数据的积累上至少两年,技术研发的投入亦很昂贵。此外,最大的阻力还在于人才稀缺。创业公司经常被迫面对大公司的挖角,还有经常被侵害的知识产权。因此,想活下去必须“跑得 快”。
进化
人工智能在近几年出现革命性变化,除了移动互联网的崛起外,最重要的推动力在于大数据的兴起。以云知声为例,它需要大量的语音语料来支持语音识别算法,这在以往很难做到。图像、文本领域亦是如此,只有建立一个全面而深入的数据库,才能让机器更加聪明成为可能。
数据堂科技有限公司共同创始人、总经理齐红威曾在NEC工作八年,他发现公司每年都要耗费重金进行数据分析处理。如果外包给散户,往往不够专业,而招大批实习生则成本高,管理复杂。如此,专业数据外包的需求应运而生。
齐红威毕业于中科院自动化所,博士论文正是人工智能机器学习。2011年8月底,在市场需求驱动下,他决心和几个伙伴创办数据堂,在人工智能的范畴下提供不同数据层面的服务。这被其称为“数据外包2.0”。其核心是在大数据背景下进行不同领域的数据处理和数据挖掘。
以图像数据采集加工为例,佳能希望通过相机对焦框让人脸曝光更充分,为了满足这个功能,数据堂就要为其处理数十万张图片,包括采集不同场景、肤色、年龄段、以及不同表情的人脸图片,继而进行全方位的图像标注。
声音亦是如此,比如出门问问通过用户获取大量原始声音素材(即生语料),但这些数据本身不能使用。数据堂就要为其进行人工处理和标注,例如有无噪音、口音、性别等,形成可自动理解和训练的基础数据,并以这些语料去组建训练模型。
数据分析挖掘则是另一个领域。这项业务主要面向移动、汽车、电子商务等厂商,这也是数据堂的核心业务。比如,汽车厂商想要调研用户对不同车型的口碑,包括刹车、油耗、外观、内饰等方面,以往只能通过问卷进行,并且需要大量取样。而数据堂则可以通过网络“爬虫”潜入到各大汽车论坛、贴吧,抓取相关帖子,用程序分析用户的语言。比如“XX车漆有点软,一次倒车碰到树就出了划痕。”机器即可据此识别出用户所提的汽车品牌、车型、配置、用户情绪等。
针对数据处理,数据堂在南京、镇江、苏州建立三个数据基地,员工近500人。百度、NEC、英特尔、佳能、联想、三星、IBM、腾讯等均是其合作伙伴。通过处理越多数据,数据堂就能形成更大的数据库。基于此,在获得用户授权后,数据堂就能通过数据出售的方式,缩短客户数据累积的时间。
完成这一过程并非一蹴而就,齐红威就已耗费了十年时间。“数据是一种资源,与石油、煤炭一样,在开采之前产生不了价值。只有人把他开采或凝练出来,才能发挥价值。我做的就是这么个事情。”齐红威告诉《环球企业家》。
齐红威在读书期间曾经历人工智能的研究,但这一领域曾在2004至2009年间陷入低迷——很多科研工作室做了不少产品,但都不能解决实际问题。但如今世界正在发生变化,数以万计的语音积累令语音识别的精度产生了很大飞跃 。“我个人判断未来五年,人工智能会有一个质的变化。大数据将造就了新一代人工智能。”齐红威对《环球企业家》说。
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2002.06~2011.02副所长(因技术能力强,承担多个集团公司大型重点项目2002.12破格提为高级工程师,其中经过国家统一入学考试,成绩优良,得以进入XX大学XX学院,2003.10~2007.03在XX工程专业在职研究生,毕业论文评为优秀5%)。
2011.03~今,XXXX公司副总工程师。
2011.06,经公司提名任命为兼任XXXX科技有限公司(XXXX控股子公司)XX分公司经理,拓展业务,组建团队,实现从无到有。至2014年将团队规模扩大到XX人,公司年度经营业绩达到合同XXXX万元,收款XXXX万元,公司各方面走上正轨,实现了自主经营及盈利。
2015年组建XXXX集团智能制造创新中心,兼任创新中心主任工程师,开始研究适合高端制造业的应用技术,对集团公司智能制造的创新发展,起到了较大地推进作用!
2019年5月,担任公司副总工程师兼任XXXX中心主任工程师,对于BIM技术开发应用,信息化、智能化、数字化融合发展方面,做了大量的研究和探索,同时作为公司主管信息化和知识管理副总工程师,承担了XXXX公司知识管理牵头工作,梳理了公司各类知识模块,向集团公司科技信息部呈报了总体规划、实施计划,制定了内部知识管理工程的规章制度、编码规则、实施方案、平台开发等一系列纲领性文件。
积极学习并掌握新技术发展动态,利用工作间隙和业余时间,组织技术人员参加展会、论坛、技术交流活动,对计算机网络技术、软件技术、自动控制技术以及智慧园区、大数据、云计算、物联网、AI赋能行业等最新技术等的深入学习和研讨,并在实际项目中大量创新应用,取得了较好的效果。不断学习,不断总结,不断进取,与智能化系统的新技术和国际、国内先进水平保持同步,保持公司智能化设计在行业专业领域的技术领先,并进一步应用到工程项目中去,形成良性循环和积极互动效应;关注国家的经济发展动向,在前瞻性的技术发展方向进行不断尝试,不断地进行技术储备和更新,进一步提高专业技术水平和解决复杂系统的统筹设计能力。
在智慧工厂领域,重点关注数据采集、数据集成、数据挖掘、数据应用等智能制造相关技术,逐步形成独有的解决方案;
在智慧园区建设领域,开展了广泛的调研和总结,形成了独有的体系化专业解决方案;
在智能建筑领域,着眼于顶层设计并较为系统性地掌握了IT&IB技术融合,应用于新智慧建筑的顶层设计技术。重点关注绿色、节能、安全技术,在新技术发展,新产品研发的应用方面有所突破;
通过近三十年的不断学习积累,无论在市场开拓、技术创新、质量管理、团队建设、人才培养等方面,均有很好的表现,取得了良好的效益,工作中有思路、有能力、有办法,善于解决技术及非技术难题;有大局观,能做到个人利益服从集体利益,集体利益服从公司利益。
在组织纪律性方面,能时刻按党员标准要求自己,任劳任怨,起好模范带头作用;
在个人素质方面,严格自律,遵守国家和单位的各项规章制度,把全部能力和精力放在解决技术问题上,不搞歪门邪道;
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“智能”一词自20世纪50年代被人工智能方面的研究人员提出并沿用至今。而商务智能(Business intelligence)则随着信息技术的发展在20世纪90年代被企业界和学术界熟知。自2008年大数据的一系列论文在NATURE上发表,大数据分析技术已被应用到从文本、计算机日志、传感器、社交媒体等产生的大量非结构化、体量巨大、类型繁多、价值低密度、要求快速处理的大数据。BI&A经历了BI&A1.0,BI&A2.0和BI&A3.0的演进。他们分别对应面向基于关系数据库的结构化数据、基于web的非结构化数据、基于移动及传感器的非结构化大数据。因此,BI&A3.0是面向大数据分析的新兴领域。
BI&A3.0面向大数据可能产生的巨大影响,它涵盖了电子商务及营销智能、电子政务及政治2.0、科学与技术、智慧健康、安全及公共安保等方面。涉及的技术领域包括大数据分析,例如统计学习、序列及暂时挖局、空间挖掘、过程挖掘、网络挖掘、web挖掘、基于列的数据库挖掘、内存数据库、并行数据库、云计算、Hadoop、Mapreduce,文本分析,例如静态NLP信息抽取、主题模型、问答系统、选项挖掘、情绪及影响分析等。除此之外,还包括web分析、网络分析、移动分析等大的技术分析方面。因此,BI&A3.0是未来管理科学与工程专业研究生培养的重要基础和研究热点。
BI&A3.0的发展和应用对管理科学与工程硕士研究生的培养提出了挑战。主要表现在以下几个方面,BI&A聚焦于理解、解释、战略并服务于组织。一些学科对BI&A的发展作出了贡献,例如信息管理、计算机科学、统计学、管理学和市场营销学。
然而,目前的课程体系设置相对于商务分析技术及大数据的发展来说较滞后。虽然大部分学校针对学生的研究方法及研究能力的培养开设了一些BI&A课程,例如复杂系统分析与决策、随机过程、应用统计学、矩阵分析、Matlab、现代管理分析技术等。这些课程的设置对于面向大数据的BI&A3.0的研究及应用来说尚有差距,缺乏系统性和前沿性。因此,面向BI&A3.0的研究生课程体系改革具有一定的现实意义及急迫性。
1.教学研究的内容及实践内容
围绕如何培养面向大数据及BI&A3.0数据分析及研究能力进行课程体系改革研究。借鉴国际国内针对从BI&A1.0到BI&A3.0的知识体系及技能相关的教学改革,注重管理科学与工程的专业内涵。
(1)教学研究的内容
①对国内和国际当前的面向BI&A3.0大数据分析能力培养的知识体系及技能进行梳理。
②对本校管理科学与工程专业主要的研究方向进行梳理,调研面向BI&A3.0大数据分析的具体能力和层次要求。
③结合国际国内面向BI&A3.0的知识及技能体系与本校管理科学与工程主要的研究方向,提出面向BI&A3.0的管理类研究生课程体系改革的具体方案,包括课程设置、教学方式、考核方式、教学目的与要求。
(2)实践内容
通过设计与理论相配套的课程实验、研讨与课程内容密切相关的科学问题、及时追踪研究热点,使得实践环节成为提高研究生BI&A3.0创新和研究的推动器,同时也提高学生在实践方面的兴趣和动手能力。
2.教学及实践改革的目标
(1)教学目标。通过建立面向BI&A3.0的管理类研究生课程教学体系,使得研究生掌握BI&A3.0的基本知识体系、知识网络、基本研究能力,并最终培养研究生掌握面向BI&A3.0的创新能力。
(2)实践目标。通过培养学生面向BI&A3.0的实践技能,培养研究生面向BI&A3.0的实践能力,包括文献检索能力、借助计算机的分析能力、数学建模能力、数据收集能力。
3.课题研究要解决的问题
围绕面向BI&A3.0的管理类研究生课程体系的建设,本课题将要解决如下问题:
(1)如何划定面向BI&A3.0的分析及计算机技能。面向BI&A3.0的分析及计算机技能涵盖的面十分广泛,本校管理类研究生所依附的学科方向及研究重点决定了这些技能需有选择地纳入。因此,需要解决具体纳入哪些分析及计算机技能的培养。
(2)如何结合研究方向与BI&A3.0的应用。培养面向BI&A3.0大数据分析能力的目的是将BI&A3.0大数据分析应用到具体的研究方向。物流、市场营销、工程管理、运营管理等方向的研究需要将这些领域的知识和BI&A3.0的应用结合起来才能达到培养的目的。
4.拟采取的方法
(1)借鉴国内外先进的BI&A3.0教学教改经验。对国际和国内BI&A3.0相关的教学教改文献进行分析,并参加相关的国际国内会议,与国内外同行进行交流学习。
(2)对本校管理类研究生现状及改革反馈进行调研。通过以往教学实践的总结、专家学者的讨论、课题组集体研究的方式,调研适合本课程体系服务学科专业的研究生课程教学内容、目标、方法与手段。
(3)对企业界进行调研发掘BI&A3.0实际应用能力的需求。通过对企业界进行调研,发现潜在的BI&A3.0应用方向。通过这些方向的发掘弥补课程体系设置的不足。
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传统计算机专业课程设置偏重于课堂授课,即理论教学,对实践教学重视不足。首先体现在课时分配上,理论教学授课时间一般要多于实践授课[3]。其次体现在实践资源上,公共计算机实践平台有限,计算机课程同时也是很多计算相关专业的基本必修课或选修课,导致实践资源紧张。实践学习相对于理论学习需要更多的时间来慢慢体会和提升[4]。虽然大部分学生可以自行配置计算机设备,但是没有公共实践课程的强制约束,能自觉在课下进行实践练习的学生很少。这一点也在传统计算机专业本科毕业设计中得到体现。虽然经过了大学本科前三年半共计七个学期的理论学习和实践学习,大部分学生的实践能力依旧非常差。很多学生只是记得简单的编程语言知识,缺乏实际的编程经验,没有真正经历过全面的、系统的实践训练。此外,计算机专业是一个不断快速发展的学科,新知识、新技术不断涌现。而课堂教学内容往往比较固定、更新较慢,教师们也常常需要依照课程教纲授课,能介绍的新知识有限,致使很多学生只关注于书本知识,不了解学科领域最新的发展。在本科毕业设计环节,指导老师选定的课题一般都是自己科研领域的较新或者较前沿的方向[5],大多数学生没有接触过,需要临时学习,在有限的时间内很难有好的成果产出。总的来说,传统计算机专业本科毕业设计过程暴露出本科培养的两个问题:理论与实践脱节,没有扎实的实践,就不会有对知识的深刻理解;课程设置跟不上学科新进展,所学知识无法满足实际新需求。
2新工科背景下计算机专业发展需求
新工科建设是国家在新一轮科技革命与产业变革的大形势下提出的新时代工科专业发展战略。新工科主演涵盖了与计算机紧密相关的若干专业,如人工智能、大数据、云计算、区块链、虚拟现实等。新工科建设的目的是探索高等教育新模式、新理念,建设工程教育强国,培养“实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力”的新型高素质工科人才。传统的计算机本科教学模式及本科毕业设计实践模式显然无法满足新工科建设的需求。一方面,计算机本科教学对新工科涉及的人工智能、大数据等方向难以做出及时调整;另一方面,毕业设计学生难以在短时间内对新方向开展深入研究。此外,正如第2章节所述,教师们也难以在有限课堂时间内将额外新知识很好地传授给学术[6]。鉴于此,很有必要探索适应于新工科建设需求的全新的计算机专业本科毕业设计培养方法。
3新工科背景下计算机专业本科毕设提升思路
我们旨在改变传统计算机本科毕业设计培养方式的两方面不足:短周期培养和单方向指导。相应地,我们需要开展两方面工作:一方面将本科毕业设计培养贯穿于整个大学培养周期,进行全流程、可跟踪式培养;另一方面用交互式指导模式代替单方向填鸭式指导模式,激发学生兴趣、挖掘学生潜能。
3.1贯穿式培养
计算机专业本科毕业设计贯穿式培养模式主要有两个特点:全周期和可跟踪。全周期是指从大学第一个学期开始就为本科生选配毕业设计指导老师,将毕业设计融入到大学全周期的教学与实践环节中去。需要指出的是,全周期培养并不是一开始就给学生指定毕业设计题目,而是根据学生兴趣及指导老师研究方向,在前期给学生一个相对自由的探索与实践空间,后期再让学生选定毕业设计题目。可跟踪是指整个培养周期内,指导老师可以及时、全面地掌握学生的学习与实践动态,根据具体情况实时调整培养方案。全周期模式有三方面优点:第一,充足的实践。理论需要联系实际,公共实践资源极为有限,更多的私有实践资源分散在指导老师那里。指导老师可以为本科生提供实践的物理空间和设备资源,使学生有充足的实践锻炼,深刻领会课堂所学知识,达到融会贯通的目的;第二,更多的收获。指导老师还可以让研究生协助培养本科生,把研究生丰富的课题研究实践经验传授于本科生;第三,更大的创新空间。本科生思维活跃,融合理论知识和实践锻炼,有利于产生创新性研究成果。可跟踪模式的优点在于指导老师对学生有全面的了解,可以根据学生前期的学习及科研情况选定最终的毕业设计题目,做到因人选题、有的放矢,实现提升毕业设计质量的目的。
3.2交互式培养
计算机专业本科毕业设计的交互式培养是指导老师与学生进行双向的互动,而不是单向的灌输式培养。交互式培养有利于提高学生的主动性、激发学生的活力,使学生有更大的获得感,从而不断激励学生自发地搜集资料、学习知识、加强实践,实现自我综合素质的提升,最终到达毕业设计质量的提升。交互式培养贯彻于整个培养周期,包括前期的学习、实践以及最终毕业设计论文的完成。交互式培养在老师指导、学生反馈、老师与学生讨论以及再指导、再反馈、再讨论的循环往复过程中实现学生潜能的不断发掘与提高。本科毕业设计不是无源之水、无本之木,前期充足的积累才能写出高质量的毕业论文。计算机专业毕业设计不是简单地完成、调试成功了程序,而是针对所选定的题目,根据所学理论知识及调研资料,设计出解决问题的创新方案,并与指导老师不断讨论与优化,在此基础上利用掌握的程序语言和工具,实现毕业设计课题的研究目标。在毕业设计的实现阶段,交互式培养会更加频繁,这个阶段是对整个培养方式的考核,需要在指定时间内实现一个具体的研究课题,并要求有创新性思路。
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“智能科学与技术”专业是国家教委在2006年设置的新专业,代码;080627S,属于工学电气信息类。现已有南开大学、西安电子科技大学等12所高校获准招生。
智能科学技术是信息科学技术的核心和现代科学技术的前沿和制高点,涉及自然科学的深层奥秘,触及哲学的基本命题。智能科学技术的研究将对国民经济、社会进步、国家安全生产产生深刻而巨大的影响,并将为智力革命、知识革命和信息革命建立理论基础,为智能系统的研制提供新概念、新思想、新途径。智能科学的兴起和发展标志着对人类为中心的认知和智能活动的研究已进入新的阶段。目前,国际上对智能科学及其相关学科的研究高度重视。我国对该领域的发展特别关注。
智能科学与技术在一定程度上代表着信息技术的前沿,其理论研究与应用开发对我国现行的教育与教学理念提出了挑战。在现有的教育体系中增加智能理论和智能技术教学,对全面地培养学生的信息素养、创新的思维方式及激发学生们对信息技术未来的追求具有积极的意义。因此,为适应智能科学与技术的深入研究和社会对从事智能化产品研发人员的迫切需求,在本科阶段设立相应的“智能科学与技术”专业是十分必要和及时的。因此,我校设立“智能科学与技术”专业是适应了社会发展要求的,必将为河北乃至全国的社会、经济发展作出巨大的贡献。
近5年来,我校自动化系先后从事的包括11项国家级项目在内的70余项科研课题,发表的近200篇学术论文,均不同程度地与“智能科学与技术”领域相关,积累了深厚的学术基础。由于良好的办学队伍和实验条件,由我校申报的“智能控制技术与装置教育部工程研究中心”已经通过省级审查上报,因此,学科已经具备了承办“智能科学与技术”新专业的条件。
2 办学条件
2.1 师资状况
从我校办学发展来看,“智能科学与技术”专业的设立主要来自于近年来“自动化”专业在“智能化”和“信息化”方向的逐渐发展,以及“自动化”专业与“信息工程”、“计算机科学与技术”等专业的交叉。受专业发展特色和学时等因素的限制,仅靠在原有“自动化”专业课程中增设新课已经难以满足相关领域人才培养的需要,因此可以说“智能科学与技术”专业是由量变积累超出“自动化”专业领域而质变派生出的一个新专业。基于此原因,“智能科学与技术”专业主要由自动化系中抽调人员组织专业课程阶段的教学任务,专业基础课程阶段的教学任务则由电工电子教学中心等单位系协助完成。
由于我校“智能科学与技术”专业是由“自动化”专业发展派生出的新专业,两个专业多门课程的教学内容是相同的,因此“智能科学与技术”专业可以得到“自动化”专业的协助,从而避免多数新专业先期出现的师资力量欠缺问题。
2.2 相关支撑专业
“智能科学与技术”专业的主要相关支撑专业有“自动化”、“信息工程”、“计算机科学与技术”等,其中与同属电气信息类的“自动化”专业关系最近。考虑到我校的具体情况,在新专业的办学初期,“智能科学与技术”专业和“自动化”专业在科研、办学经费、研究生培养等方面的统筹安排上统一划归省重点学科“控制理论与控制工程”管理。两个本科专业的教学与学科的总体发展相互协调和支持,共同进步。
2.3 实验条件
由于“智能科学与技术”和“自动化”两个专业多门专业课程的教学内容是相同的,因此“自动化”专业的多个本科生实验室可以与“智能科学与技术”专业共用,包括:微机原理与微机控制技术实验室、控制理论实验室等,可完成“自动控制理论”、“现代控制理论”、“微机原理”、“微机控制技术”和“单片机原理与应用”等多门专业基础课程的实验。
2.4 生源及就业形势
智能科学与技术已经成为信息技术创新的重要增长点,其广泛的应用前景日趋明显,如智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等,所培养的学生正是目前高新技术研究及产业发展急需的人才,同时这类人才也会对传统产业的提升起到积极的作用,就业前景广阔。在招生生源和毕业生就业方面均具备比较好的条件。
3 近期办学规划
3.1 师资队伍建设
在师资建设方面,需要采取积极的人才战略,走引进和培养并重的道路,注重引进和培养具有智能信息处理或智能控制研究背景的人才。同时,聘请人工智能领域经验丰富的专家、教授对本专业的实验及教学进行指导,积极鼓励教师们的学术交流活动。
3.2 实验室建设
(1)利用自动化专业的微机原理与微机控制技术实验室、控制理论实验室等,完成“智能科学与技术”专业本科教学环节中“自动控制理论”、“现代控制理论”、“微机原理”、“微机控制技术”、“单片机原理与应用”5门课程的实验。
(2)建设“智能信息处理实验室”,以通用实验平台的模式用于“数字信号与数字图像处理”、“软件工程”、“数据库与数据挖掘”等课程的实验和上机。
(3)利用教师在承担智能科学与技术相关领域科研课题中购置的相关实验设备和仪器,满足学生在毕业设计阶段和参加科技创新活动中对实验设备的需求。3,3新专业课程体系建设
(1)积极向已经设立“智能科学与技术”专业的南开大学、北京科技大学等高校学习,通过广泛的调研,使新专业的教学体系和课程内容逐步合理化。
(2)紧跟科技发展新趋势,突出“智能科学与技术”新专业的特色,注重学生实践能力的培养,在智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等方面培养社会急需的特色人才。
(3)在控制科学与工程一级学科硕士点下设立“智能科学与技术”的相关研究方向,加强该专业的学术梯队建设和人才培养,促进学院整体教学科研的和谐发展。
4 培养方案
4.1 培养目标
我们努力使学生德、智、体、美全面发展,具有坚实的数学、电子、计算机、自动控制和信息处理的基础知识,系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法,受到良好的科学思维、科学实验和初步科学研究的训练,具有分析问题和解决问题的能力,以及知识自我更新和不断创新的能力。学生能适应智能科学与技术的飞速发展。在个人素质方面,具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力,并具有良好的语言和计算机运用能力。
4.2 基本要求
使学生系统地掌握“智能科学与技术”的基础理论知识,以适应自动化、智能信息处理与技术等方面的工作需求;掌握电路与系统的基本理论和实验技术,具备分析和设计电子设备的能力;掌握信息获取、处理的基本理论和方法,具有系统设计、集成、应用的基本能力;了解智能科学与技术领域的学科前沿、最新进展和发展动态;了解自动化和信息系统及网络技术的应用现状和理论前沿,具有研究开发新系统、新技术和各种智能化工程装备的初步能力。
4.3 主要课程
我校“智能科学与技术”专业的主要规划课程包括电路、电子技术、微机原理、自动控制理论、现代控制理论、嵌入式系统、软件工程、计算机网络、数字信号与数字图像处理、智能控制、数据库与数据挖掘、人工智能概论、信息管理系统等。
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引言
从1991年Mark Weiser[1]在《Scientific American》的“The Computer for the 21st Century”中提出泛在计算(ubiquitous/pervasive computing)的思想至今,它在计算机和教育技术等领域受到了广泛的关注。近年来随着泛在计算技术的不断进步,泛在学习(ubiquitous learning)正引领着一场教育领域新的革命。
当前,许多致力于泛在学习的研究者已经设计与实现了各种泛在学习环境模型[2],提出了泛在学习中的关键技术[3],引入了泛在学习中交互的应用[4]。通过对泛在学习系统的研究,我们认识到尽管泛在学习环境在多方面都优于远程教育与网络教育,但它们都有一个共同的本质特征,即学习者之间存在空间隔离,缺乏足够的社会交互。文献调研显示,学习者的社会交互问题成为远程教育与网络教育质量的争论焦点[5],由此许多专家学者也开展了网络教育中学生社会交互的研究[6],以及远程教育中学生社会交互的研究[7],并提出了相应的优化解决方案。在此基础上,本文从社会交互的定义出发,提出在泛在学习系统中构建统一的社会交互支持模型,并运用该模型设计和分析泛在学习中社会交互场景及使能技术。
一 社会交互
许多研究者认为学习过程是一个社会化过程,并且社会化技能和团队精神是在学习和工作中取得成功的关键因素。
1 社会交互定义
当前研究领域中已有不少术语用于描述交互。例如,Walther通过计算机媒介通信(CMC)技术把交互分为非人的,人与人的及超个人的交互[8]。其中超个人的交互指通过亲密接触,意志力和喜好等高层次的感官产生的交互,它不能通过面对面的交互得到,而能通过CMC支持的交互体验到。陈丽老师[9]认为,在计算机支持的学习环境中,交互分为三个层次,学习者与学习资料,学习者与教育者,以及学习者与学习者之间的交互。其中,学习者与教育者、学习者与学习者之间的交互称为社会交互。本研究中,我们简单的定义社会交互为泛在学习环境中学习者根据自己的意愿同其他人的交流与合作。
2 社会交互作用
首先,社会交互可以促进学习者与学习资源之间的信息交互,也有助于学习者建立良好的师生和生生关系,激发学习者的学习动机和学习热情,使得学习者获得更多来自教师和学习伙伴的帮助,这些都会促进学习者与学习资源更深层次的交互。
其次,社会交互对于发展学习者的社会性至关重要。社会交互促进学习者的社会化,它帮助学习者建立和维持与他人的关系,使学习者根据社会规则和标准调整自身的行为,逐步成为社会所接纳的成员[10]。
社会交互在减少学习者学习障碍方面也起着关键的作用。许多学习者认为交互是轻松、有效学习的一个重要因素。支持交互的解决方案包括异步信息交换,如通过电子邮件;同步信息交换,如使用即时通信工具;集体讨论空间,如使用BBS;合作环境,如讨论研讨会等。
二 社会交互支持模型
一般来说,泛在学习环境中社会交互产生于两个以上的学习者之间。在泛在学习环境中,很多研究者已经根据不同的情境成功运用社会交互原理达到学习者的各种学习目标。然而,一个学习者在什么时间,以及如何能够感知其它学习者的存在,并且与他们交流、合作,仍是艰巨的任务。
为了在泛在学习环境中构建统一的社会交互,提高学习者的社会交互程度,促进泛在学习中的学习质量,我们提出了社会交互支持模型。在这个模型中,把泛在学习环境中学习者之间的社会交互分为三个层次:动态分组、交流与合作。
为了感知其它学习者的存在,文中通过“动态分组”对学习者进行小组匹配。只有在感知到其它学习者的存在以及各自的特点后,学习者才可以有目的的通过电子邮件、聊天或BBS等方式和他们进行相关研究内容的交流,我们称这个层次为“交流”。更高层次的交互是与其它学习者合作,如共同完成论文写作等,文中称这个层次为“合作”。这三个层次的功能关系如图1所示。
1 动态分组
学习者在和其它学习者交互之前,需要了解他是否能够与其它学习者交互,以及他能够与哪一位学习者交互。对于其它学习者的情境感知是交互的起点,比交互本身更重要。在本文提出的社会交互支持模型中,我们采用动态分组来实现对学习者的情境感知。
(1) 可行性与必要性
在泛在学习环境中,由于泛在计算设备能稳定的感知学习者的动作、声音以及所处的环境等,因此获得学习者情境的方式不仅仅局限于键盘或鼠标的输入;甚至即使学习者远离计算机,他的实际情境,言谈和动作都能被泛在计算设备捕捉,并作为社会交互模型中情境感知的基础。
在泛在学习过程中,由于地理位置分离,学习者需要通过与其它学习者交互完成学习任务,促进学习。然而在交互发生之前,学习者首先需要了解其它学习者的存在,即需要对其它学习者情景感知。只有当学习者感知到能够与自己交互的学习者后,学习者之间才能继续进行交互。然而,学习者可能并不对所有在线的学习者都感兴趣,因此按照一定的方式对学习者进行动态分组,这对于为他们提供情境感知具有必要性。
(2) 动态分组的方式
在泛在学习环境中,通过泛在计算设备捕捉到学习者的语言、动作等信息,泛在学习系统从这些信息中智能化推测出学习者的性格、爱好等。在此基础上,根据学习者的课程选择、研究专题内容等,模型中的动态分组层为学习者建立各种小组。同一个学习者被动态的划分到各种不同的小组中,他可以在不同的小组中针对相关内容与其它学习者展开交流。
例如,社会交互支持模型的动态分组层根据学习者的性格爱好划分小组,将意气相投的伙伴组合在一起,他们可以充分开展和交流共同的话题;还可以按照班级划分小组,将同一班级的学习者划分在一个小组中,他们可以对班级的集体活动积极的团结协作;还可以按照同一学习内容来划分小组,将当前学习同一内容的学习者划分在一个小组中,他们可以针对该学习内容的相关知识点进行充分的交流。
2 交流
根据动态分组,每个学习者被动态的划分到各个类别的小组中,他们在每个小组中都与其它成员具有某一方面的共同特征,因此学习者能与小组中的其它学习者就相关学习内容进行交流。
(1) 传统交流支持工具
支持交流的传统工具有即时通信工具,e-mail,BBS,虚拟社区等。其中通过即时通信工具与电子邮件,学习者可以实现个人与个人之间的同步和异步交流;通过BBS与虚拟社区,学习者可以实现个人与群体之间的异步交流。
以上的传统交流工具不仅能够使得学习者之间相互交流更加便利,而且也能帮助学习者增强他们的个人表达能力、相互沟通能力以及在泛在学习环境中的交流能力。
(2) 泛在计算交流支持工具
在泛在计算技术和人工智能技术的支持下,与其它学习者的交流可以不需要接触到计算机。泛在学习系统通过嵌入式微芯片或环绕在学习者周围的不可见的计算机搜集到学习者的行为动作,并分析学习者的行为形式,智能推测出学习者的需求和观点等,然后把这些信息发送给其它的学习者,为学习者了解其它学习者的需求和观点等提供一定的参考。在泛在学习中,这种交流方式无声无息的进行着,使得交流支持工具变得更加灵活、智能。
3 合作
只有在学习者相互充分交流的前提下,他们才能对研究课题更深入的展开合作。当前,社会交互支持模型的合作层中,支持合作学习的传统工具有文件共享、协作文本编辑等;这些传统支持工具大部分都是为完成团队合作而提供的一个平面接口。学习者可以就某个问题进行观念分享,充分发表自己的见解,展开争论、相互补充、相互修正,不断地引向正确的结果,还可以对某一个学习任务进行分工协作,分头解决各自承担的部分,最终形成优秀的集体成果。在这种传统合作学习过程中,学习者可以从同伴那里获得宝贵的学习心得,与其它学习者共享学习成果。
根据泛在学习环境的特点,计算机隐退到背景环境中,学习者周围随处可见接口,因此学习者之间的合作如同在三维空间中一样完成。在讨论研讨会中,系统把每个学习者的形象(如同一个虚拟形象)发送给其它学习者;在另一个学习者的一端,学习者可以通过指出该虚拟形象显示在哪一个位置来安排对方的“座位”。通过这种方式,讨论研讨会看上去好像在一个真实的会议室举行,以此增强学习者对研讨会场景、内容的真实体验性,弥补空间隔离带来的社会交互障碍。
三 泛在学习中社会交互场景设计
如何在泛在学习中实现社会交互,需要各种泛在计算技术的支持。智能空间(Smart Space)是交互活动产生的工作环境,它可以通过泛在计算提供的联入Internet的静态和动态信息环境,借助计算机多层次的信息访问方式有效地执行任务[11]。在前文介绍的社会交互支持模型基础上,下面运用该模型设计泛在学习中社会交互场景,同时分析该模型中各层次的使能技术。
在泛在学习环境中,所有学习者按照不同的划分方式分为不同的小组。在这一场景设计中,我们把选择相同课程的学习者划分为一组。泛在学习系统运用智能空间的泛在计算技术,通过嵌入式计算机和多模态传感器等情境感知设备感知学习者的动作、声音、操作习惯、个人喜好等,再根据学习者的性格、爱好和历史信息等把选择相同课程的学习者划分为不同的小组。在小组中他们通过相互之间的直接交流或系统提示等方式自主选择系统提供的课题、伙伴等,以此完成社会交互模型中的动态分组环节。
在此基础上,同一小组的学习者对所选的研究课题相互交流。交流方式多样化,其中传统的方式包括通过即时通信工具聊天,在互联网上收发电子邮件,在BBS上异步讨论,在虚拟社区组成主题讨论区等;其次在泛在技术和人工智能技术的支持下,学习者不仅可以通过自然的方式,如语音、手写等与计算机系统交互,而且学习者周围的嵌入式微芯片等可以搜集、分析并发送组员的学习观点给同组其它学习者,达到无声无息的交互。
学习者的全部学习历程都记录在泛在学习系统中,通过系统分析学习者的学习进度,在小组成员相互充分交流的前提下,系统为学习者提供合作的环节。学习者分享各自的研究报告、观点、文件等,并且学习者之间通过协作的方式为同伴修改报告、论文。学习者的这些活动都记录在系统中,并反馈给相应报告或论文的作者,他们通过讨论研讨会的形式进行交互,进一步改进自己的报告或论文。在该泛在学习场景中,学习者受空间地理因素的阻碍,但他们在上述社会交互支持模型的指导下,利用联网的计算机或嵌入式的设备以及泛在计算技术,融入到泛在学习环境中,通过自然舒适的方式与学习系统及其他学习者交流、合作学习,实现了泛在学习中学习者之间深层次的社会交互。
四 结论
文章中讨论了计算机支持的泛在学习系统中社会交互的定义,社会交互支持模型的构建,为以后在泛在学习系统中构建社会交互提供了统一的模型。最后,运用所提出的社会交互支持模型设计了一个泛在学习中的社会交互场景,同时分析了该模型中各层次的使能技术,为泛在学习中社会交互的技术实现提供参考。文章中提出的社会交互支持模型的实践运用和评估有待进一步的研究。
参考文献
[1] Weiser M. The computer for the twenty-first century [J]. Scientific American, 1991, 265(3):94-100.
[2] 李卢一,郑燕林.泛在学习环境的概念模型[J].中国电化教育,2006,(12):9-12.
[3] 赵海兰.支持泛在学习(u-Learning)环境的关键技术分析[J].中国电化教育,2007,(7):99-101.
[4] 叶海智,辛尚鸿,王富强.泛在学习环境下个性化知识感知地图系统的构建[J].现代教育技术,2008,18(4):35-38.
[5] 陈向东,余锦凤.网络学习环境中交互问题的跨学科研究[J].中国电化教育,2006,(4):24-27.
[6] 孟庆军.国外基于网络学习的社会交互研究透视[J].外国教育研究,2007,34(10):76-80.
篇10
长期以来对企业价值评估的经典方法是折现现金流(DCF)法,但是DCF法存在很大的问题:首先,用DCF方法进行估价的前提假设是企业持续稳定经营,未来现金流可预期。该方法隐含了两个不切实际的假设,即企业决策不能延迟而且只能选择投资或不投资,同时项目在未来不会作任何调整。该方法忽略了许多重要的现实影响因素,因而在评价具有经营灵活性或战略成长性的项目时,会低估项目价值,甚至导致错误的决策。其次,DCF法只能估算现有业务未来所产生的现金流价值,而忽略了企业潜在的投资机会可能在未来带来的收益,也忽略了管理者通过灵活地把握各种投资机会所能给企业带来的增值。
实物期权的概念最初是由Myers(1977)提出的,他指出一个投资方案的现金流量,来自于目前所拥有资产的使用,再加上一个对未来投资机会的选择权。当企业面对不确定作出初始投资时,不仅给企业直接带来现金流,而且赋予企业对有价值的“增长机会”进一步投资的权利。如等到项目有了更好的预期回报,或是不确定性降低到一定水平以后再投资,而不必在一开始就投资,这种“等待”也会增加项目的价值。实物期权理论认识到了商业行为灵活性的重要性,特别在现代商业环境下,管理者拥有更大的控制权力,企业经营前景也变得越来越不确定,因此对实物期权的研究也就变得更加重要了。
二、研究实物期权需要考虑的几个因素
为了准确地运用实物期权理论评价投资项目,就必须实际地考虑决策过程中所遇到的各种情况,有针对性地调整期权定价公式。以下几点是需要特别加以考虑的:
1.注意价值漏损和信息成本的影响
价值漏损出现的原因是标的资产的持有者能获得来自标的资产所带来的便利收益。比如股利,专利权收入,储存成本,以及其他暗含的便利收益。在发生价值漏损的时候,实物资产的价值会相应地改变。这时需要根据标的资产的价值漏损,对实物期权定价模型做出相应的调整。通常,将价值漏损设为标的资产不变的百分比,这样处理通常相对简单,而且有效。期权定价基于市场的完全性与有效性,它假设市场是完全的,投资者能获得所需的全部信息。但管理者为了获取所需的信息,必须付出一定的成本,这需要在预期收益项中加以调整得以反映。
2.管理者的信息认知和管理控制能力
标准的“等等看看(waitandsee)”这类研究实物期权的方法,考虑了管理者的管理灵活性,但忽略了管理者的信息认知和管理控制的能力——管理者具备认知信息的能力,他们会主动去收集有关项目的信息,进行市场调研,以及做一些研发实验等。这些行为能够降低项目的不确定性,在进行不可逆投资之前提供许多有价值的信息。其次,公司也可以直接采取行动增加项目的价值,如做广告以增加产品的销量,或是改良产品的品质或增加一些产品的功能。要反映管理者这种积极的控制能力,就需要引入控制变量,在有成本的管理控制环境下,来对实物期权进行估值。
这里需要特别注意的是,期权是项目不确定性(波动率)的增函数。既然管理者的信息认知行为会降低项目的不确定性,这又可能降低项目的期权价值,为什么管理者还要这样做呢?Martzoukos(2001)通过数值分析说明,管理者会选取适宜时机去认知信息,通过提高决策信息的质量,降低将来犯潜在错误的成本,以使得企业能够做出最优决策。
3.引入“顺序期权”
在大多数场合,各种实物期权存在一定的相关性,这种相关性不仅表现在多个投资项目之间的相互关联,而且同一项目内部各子项目之间也前后相关。通常,投资者进行投资时,不是一次性的完全投资,而是分阶段、有顺序地投资。当管理者获得与投资项目相关的信息时,就会重新评价投资项目的价值,并据此决定继续追加投资或撤回投资。其次,后续投资通常与前期所实施的管理控制相关,只有进行了前期投资,才有后续投资的机会。通过前期所收集的相关信息,可以为后续投资提供决策参考。再次,管理者可以通过比较不同投资路径下的投资项目的价值,以选择最优的实施路径。这种阶段性投资的相关性,通过引入路径依赖的思想,可以较好地拟合实际情况。
4.考虑随机事件对项目价值的影响
在标准的实物期权文献中,都假设资产的价值变化遵循几何布朗运动。但是当一些重大信息出现时(政治、疾病问题等),标的资产的价格会发生不连续地变动,即跳跃。默顿指出,标的股票的收益是由“标准几何布朗运动”引起的连续变动和"泊松过程”引起的跳跃共同作用的结果。基于这种考虑,默顿(1976)建立了跳一扩散模型,并给出了在这种模型下欧式看涨期权的定价公式。这时,就需要引入非连续的随机变量,比如泊松过程,来拟合项目价值的实际变化过程。
5.注意期权执行价格的动态变化
通常,我们假定在执行期权时都具有一个确定的执行价格。在市场环境相对稳定时,投资额变化不大,假定一个不变的执行价格具有可行性。但是,对某些投资额起伏很大的投资项目,就需要实事求是地分析投资额变化的特性(变化的期权执行价格),这样才能更准确地评价项目的价值。
6.利用博弈论的方法分析实物期权
实物期权的持有者在行权时,可能并不拥有购买标的资产的独占权利,竞争者可能会提前执行期权。因此,在公司的投资决策过程中,同样也不能忽略竞争对手的存在,需要通过竞争对手所传递出的信息,做出相应的决策。对于这些不确定的问题,需要引入博弈论来分析实物期权。JunichiImai(2004)利用博弈论分析了管理灵活性和竞争相互作用情形下的两阶段实物期权估值问题。Novy(2004)研究了公司在竞争和不确定环境下的最优投资决策问题。他们的研究成果表明,通过引入博弈论能很好地拟合竞争者之间的动态博弈行为,以此更加准确地拟合实际决策过程。
7.人工智能与期权定价相结合
在解决实物期权的定价问题时,只有极少数的模型存在分析解,多数时候只能依靠模拟仿真得到近似的数值解。这些模拟方法的计算需要耗用大量的时间,对于某些实时决策,这些方法就不能很好地满足要求。对于实物期权这类不确定的非线性预测问题,人工智能方法具有较大的优越性。Lajbcygier(1999)研究了利用人工神经网络方法,来对金融衍生产品进行定价。Msrtzoukos(2001)研究了具有隐含合同性质的客户化期权的定价问题。他的研究结果表明,这一方法能很好地满足银行等金融机构的实时决策需求,在计算结果的准确性方面,也能达到令人满意的地步。
三、实物期权在实际运用中需要注意的几个问题
当实物期权越来越多地被用于分析实物投资时,在以下几个方面应加以注意:
1.关注实物期权分析的逻辑和目的
实物期权分析的根本逻辑是金融期权定价技术在新领域的“转换”而不是“外延”,避免在尚未仔细分析实物投资特性的前提下,直接将金融期权定价公式用于实物投资分析。
2.关注实物期权分析与组织管理之间的结合
投资者运用实物期权思想可能会接受短期看似非盈利的项目,如何在组织制度上防范道德风险、保证企业对风险的控制也是一个需要注意的问题。
3.模型的复杂性与实用性相结合
具体的实物期权估价问题,往往涉及复杂的分析过程。对于太复杂的模型,通常不能被管理者所接受,而且在模型的实现上也会带来极大困难。而实物期权分析的目的只是指引决策者选择最优策略,关注基于实物期权的整体决策制定过程,而不像金融期权需要“精确”的价格。为此,管理者就需要在模型的复杂性与实用性之间进行权衡。
四、结束语
实物期权理论是基于金融期权而发展起来的评价方法,国内学者对实物期权理论的研究还不太深入,而将实物期权理论与复杂的决策过程相结合的定量研究文章更是少见。实物期权也不存在固定的分析框架,对于不同的项目,会涉及许多不同的需要考虑的决策因素,这就需要根据每一个具体的投资项目,调整实物期权的定价公式,以求计算出更准确的项目价值。
参考文献:
[1]杨春鹏:实物期权及其运用[F].上海:复旦大学出版社,2003
篇11
林举:我的研究方向是计算机辅助发音教学,对计算机知识的要求高,还需要了解留学生的发音特点。
刘春花:我的方向叫计算机应用科学,更偏技术层面。
《大学生》:考北语的研究生难吗?那么多学校,为什么就选了北语?
高山:当然有难度。北语的留学生博士入学要求很严格,更不要说拿奖学金了。
卢涌:本科毕业时,我想去南开大学学语言学,但是本科导师跟我说,北语是专业性的语言学校,所以我就过来了。当时北语的语言学方向有十几个,我又不想学纯语言类的,导师就建议了计算语言学。
林举:文科生考北语的研究生相对比较难,理工科的容易些,毕竟想考北语研究生的理工科学生并不多,但其实来之后感觉都挺好的。
刘春花:我本科就是北语的,放弃了保研,准备考外校的研究生,但考分不理想,就调剂回来了。
为了解计算语言学专业学习的情况,记者采访了几位研究生。
高山
博二
埃及人
本科在开罗就读
林举
研三准备去新加坡国立大学读博
《大学生》:文科背景和理科背景读这个专业的区别在哪?
高山:计算语言学重点在于语言学、数学和计算机知识,如果做技术,对计算机功底的要求比较高,而要做语言资源的话,语言文学功底应该更强。
卢涌:这个专业对计算机知识有一定的要求,我所在的实验室侧重点是编程。文科转理科,难度还是很大的,要花很多的时间。与我一同进实验室的一位中文系男生,花了很多功夫学编程,他的毕业论文也基本上跟语言资源无关,做的是算法或计算。不论文理生,每个人在这儿读研都得补课,文科生补计算机,理科生补语言学。不过这也是优势啊,都成了复合型人才。每位导师手下都有文科生和理科生。
《大学生》:在北语读研的优势有哪些?
高山:计算语言学是文理交叉学科,北语的语言学研究在国内数一数二,有很多语言学界鼎鼎大名甚至鼻祖级的专家教授。另外,北语的学术氛围十分自由、融洽,导师都十分重视我们的学术研究,每周至少开一次组会,导师跟同学一起讨论研究的进展。
卢涌:每个老师都有自己的团队,每个团队有自己的组会,每周开一次,一个月有一次大的汇报。我们经常去北大等高校开合作组会,老师还会邀请国外老师过来。信科的基础设施、硬件设备非常好,每人都会配工位和计算机。
林举:从我的研究方向计算机辅助发音教学来看,第一个优势是北语的汉语国际教学处于国内顶尖水平。第二,北语有很多留学生,做计算机辅助翻译教学需要很多二语资源,非常需要留学生,而在北语
我们比较有信心,也很看好这种语义分析的方法,相关研究正在进行中。
非常容易找。我们前段时间录了300多个留学生的语调库,学生都是在北语找的。第三,将来我打算出国深造,北语留学生多,英语氛围好,很容易找到语伴。
《大学生》:可否介绍一下你们的项目?
高山:我们的团队会关注国内外的流行语,比如特朗普为什么有人不叫他特朗普,却叫川普?我们还统计了中华传统文化里的成语和小句,如在《论语》或《道德经》等典籍中,哪些成语用的频率多,这反映了什么样的思维方式等。我们还会在报纸里找成语的分布或者使用频率。此外我个人还在做汉语和阿拉伯语的计算机翻译。
卢涌:我现在在做一种语义分析方法。当前自然语言处理的语义分析方法主要有两种,一种是浅层语义分析方法,以语义角色标注为代表;一种是深层语义分析方法,比如语义依存分析。我现在做的深层语义表示( Deep Semantic Representation,简称 DMR),也属于深层语义分析方法,这是我们正在和鲁东大学的老师合作的项目。现在我们标注了 800多句,也正在制定标注规范,主要的难点在于对名词结构的表示上。它接近学术前沿,国内刚刚起步,比较有发展前景,也是老师们很重视的问题。我们比较有信心,也很看好这种语义分析的方法,相关研究正在进行中。
林举:我做过一个留学生声调评估的项目,是导师张劲松教授帮助留学生学汉语的 APP的一部分。刚开始我做的是对单个字声调的判断,导师觉得做单个字太简单,便让我在连续语流中研究声调,比如“今天你吃饭了吗?”导师的博士论文刚好是声调识别,看完老师的论文,又调研一些文献后,我发现在连续语段中,第一声不一定是平的,它受上下文的影响
化。之前的传统做法,是用基频曲线判断声调的对错,通过调研,我发现音段(即声韵母)对基频曲线是有影响的。后来我把这个项目写成论文,在语音顶级会议 interspeech上发表了,还申请了一项发明专利。
刘春花:我的导师荀恩东最近在做句法语义分析器,我承担了其中一个小任务,是汉语功能词的还原,让整个句子的句法结构更加清晰。汉语功能词是指像“了”“着”“或”这样经常用在动词后面的虚词。具体做的时候,我会先对一句没有功能词的句子――比如“他的老师给他提出很多建议”,判断“提出”后加“了”“着”“过”哪一个功能词合适,且哪一个功能词出现的可能性最大。这个判断是由我的计算机通过深度学习的模型得到的。
《大学生》:你们对自己就业有什么计划?
高山:同学们一般是考公务员,另外进百度、搜狗等互联网企业比较多。我现在还没有具体的计划,但就业前景还是很明朗的, IT公司急需我们专业的人才。
篇12
引言
从1998年~2008年规模以上工业企业平均增长率达到11%,工业总产值增长率高达23%,工业园区的出现,加快了地区工业化进程,起到了工业发展平台、项目落地载体和民营经济孵化器的作用。从1979年设立蛇口工业园区算起,中国工业园区建设已经走过30多年历程了,数字化是工业园区发展的必经之路,特别是近几年,随着物联网、云计算的兴起,为工业园区数字化铺平了道路,本研究旨在探讨数字工业园区信息系统应用的现状,通过分析研究,探索数字工业园区的建设。
1研究方法与技术路线
本研究主要采用文献法、调查法等方法,注重理论研究与个案试验相结合。以江西的工业园区作为研究的主要对象,同时对工业园区信息化程度较高的地区,如北京、江苏、浙江等地进行研究。
研究的技术路线上,首先查阅相关文献资料,对数字工业园区的概念和涵盖范围进行界定。其次,问卷调查与实地调研相结合,对关注度比较高的问题设计成调查问卷,由各企业、园区管理人员等填写,达到足够的样本数最后,对文献分析研究,结合样本与调研结果分析,为数字工业园区信息系统建设提出建议。
2文献综述
数字工业园区是建立在工业园区信息化的基础上,是实施信息化的重要组成部分,为了尽可能全面地搜索到相关文献,我们论文及其时上共检索到300多篇相关文献,并做相应的筛选,确定其对本研究的的价值,采用Excel记录统计和分析数据。
从文献检索总体情况来看,以工业园区信息库分析、管理信息系统研究、地理信息平台的应用较多。数字化城市建设导则数字工业园实施细则中从“数字地球”、“数字城市”的概念出发,剖析数字工业园区[1];苏州工业园数字化地形图的测制,从控制测量、地形测量、数字化测绘等方面介绍了所采取的作业方法、技术措施及达到的精度指标[2];工业展览中的数字化和信息化,在产品设计、模具设计、产品加工、模具加工、逆向工程、艺术设计与浮雕加工、质量检测和协同合作管理等应用领域[3],对数字企业具有一定的参考价值;临港工业园建设用地控制测量及数字化地形测量技术研究,阐述了工业园建设用地进行控制测量和数字化地形测绘中的实践为研究背景,分析了任务的内容及工程环境,进而探讨了平面与高程控制测量的思路方法,在此基础上给出了数字化地形测量的实施步骤;信息化与工业化融合的理论及实践探索,以苏州工业园区为案例,探讨了当前苏州工业园区信息化与工业化融合的发展现状和存在的突出问题,并提出相应的发展对策及措施。
在对文献的分析中可以看出,对数字工业园区的概念目前尚未有一个较为全面而清淅的定义,这对工业园区数字化范围的管理尤为重要,而范围边界又是需求分析的前提,对数字化对象和对象之间的关系研究方面也存在着一些问题。下面就从文献入手,阐述这两个问题。
(1)数字工业园区的概念。从“数字地球”、“数字城市”来看“数字工业园区”。 1998年美国首次提出了“数字地球”(或“数字化地球”)的概念,当我们把“数字地球”看作是一个“综合信息系统”的话,那么“数字城市”就是该综合信息系统中的一个“信息节点”,因此,“数字地球”可以说是建立在“数字城市”基础之上的,通常可以把“数字城市”定义为:利用计算机信息网络(Internet),将城市中的各种信息收集、整理、归纳、处理、分析和优化,进而对城市的资源、环境、人文和社会等诸多方面进行数字化开发与应用,服务于城市建设与发展[1]。由上述可见,数字工业园区可以定义为利用计算机、通信、网络、人工智能等技术,将园区各种信息进行数字化,实现资源共享与信息智能。
(2)数字化对象。工业园区以企业为主导,围绕服务与管理,将园区的企业、产品、服务、建筑、设备、文化等数字化,并建立起某种关联,经过对江西工业园区调研,从园区的事权及物权配置角度来看,数字化对象主要有企业、设备、知识产权、产品、服务、人事、文化教育、环境评测、服务与管理机构、公共产品、公共服务、中介机构、第三方机构、建筑或配套设施、园区文化
3实证研究
3.1分析方法
主要从企业及园区信息化水平两个方面调研,通过深入工业园区、企业走访,通过电话、邮件、现场填写调查问卷等方式,共收回有效问卷150份,建立了三个样本库,综合起来看,工业园区的类型不同和性质不同,其信息化程度有所差异,但对整个研究影响不大,可以忽略不计。
3.2实证分析
调研中关注度较高的问题是“在生产过程方面,贵单位希望通过信息化达到的目的”、“制约本单位信息化发展的主要因素”,“目前企业信息化技术的应用已覆盖的领域”,“园区已有或计划研发的管理信息系统”。
(1)从企业信息化的目的来看,排在前三位的是提高产品或服务质量、控制生产成本和提高个性生产能力,不管园区数字化水平如何,其目的是提高产品或服务质量,从而达到提升企业整体水平,这也符合以信息化带动工业化的发展思路。
(2)制约本单位信息化发展的主要因素中,对信息化预期效果持怀疑态度的较多,其次是对人才、资金和管理方面的制约明显,这就要求工业园区数字化讲求实用性,同时需要培养相关人才,从资金与管理方面也要给予扶持。
(3)对企业目前应用软件覆盖的领域来看,财务软件基本上都具有,占比例最高,其次是采购管理和库存管理方面,这与工业园区多为制造业的特点相关,在采购和库存方面的管理系统需求较为普遍,物流管理与客户管理方面建设力度较弱,数字工业园区可以将具有共性的软件产品作为公共产品,提供给企业使用,提高园区管理水平的同时也降低了企业研发成本。
(4)对50个样本园区服务与管理相关的信息系统调研中,网站建设、服务平台建设、及项目管理是园区比较关注的,在办公自动化及虚拟社区(文化建设)方面比较欠缺,。从总体上看,园区信息化应用软件建设水平较低,均值为19.29(总值50),占39%;从区域来看,东部工业园区信息化建设和应用水平高于中部和西部地区,东部工业园区建设时间较长,经济实力及应用水平均较高。
4结论与建议
通过对文献资料及问卷调查、实地调研的分析,数字化工业园区的建设需要明确三个关键点,即数字化对象、数字化企业、数字化服务与管理。
(1)数字工业园区建设是一项长期而复杂的系统工程,对现状分析研究是避免重复建设和低标准建设,从数据分析来看,工业园区的信息化应用程度普遍较低,企业信息化应用水平略高于工业园区的服务与管理。
(2)提升园区服务与管理水平,促进产业升级转型,数字工业园区的发展之路仍很漫长。一方面是以企业数字化为主导,建立数据库,实现资源共享,达到信息智能。另一方面是以工业园区服务与管理数字化为主导,注重园区发展规划,对工业园区地域分布和产业链的形成具有重要意义。
(3)资源共享与信息智能是数字工业园区的核心功能之一,因此系统的标准化、开放性、实用性、先进性、安全性是其要遵守的基本原则,建立中长期发展规划,循序渐进,逐步实现工业园区数字化。
参考文献:
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0 引言
电网的安全运行是保证稳定、可靠的电力供应的基础。电网瓦解和大面积停电事故,不仅会造成巨大的经济损失,影响人民正常生活,还会危及公共安全,甚至造成严重的社会影响。而电力设备大多故障一般不会在瞬间发生,而是在功能逐步劣化到潜在故障点以后才发展成能够检测到的故障,之后将会加速劣化的进程,直到达到功能故障点而发生事故。这种从潜在故障发展到功能故障之间的时间间隔,称为P-F时间间隔。因此,为了避免电力变压器故障的发生,真实地把握变压器运行状态,必须在P-F之间的时间间隔内进行有效的状态评估。而对于已经发生的故障,我们则通过故障诊断的方法进行有效诊断,找出故障发生原因并进行故障分析,避免变压器的进一步损坏。以上两个方面既相互独立又相互辅助。
1 电力变压器状态评估的研究现状
目前,国内外有关电力变压器状态评估方面的研究已经取得了一定的成果,但也存在一定的不足。H.T.Yan以模糊学习矢量量化网络作为变压器状态评估的决策支持系统,用一个模糊分类器将DGA数据划分为不同的子类,对每个类分别用一个模糊学习矢量量化网络进行训练,以提高评估的正确率,其效果优于以前的模糊诊断和 BP 神经网络法,但文中仅仅依靠DGA数据降低了状态评估结果的可靠和有效性。W.H.Tang指出变压器状态评估是一个多属性决策问题,应用证据理论对变压器诊断数据进行信息融合,来评估变压器各子系统状态等级,但是却没有选择合理的状态评估指标。V.Sokolov从工程实践的角度进行变压器绝缘状态的评估,所提出的评估指标包括:油中水分含量、油中固体含量、油的老化程度、局部放电量、机械强度和绝缘表面污秽程度等,并总结了常见的变压器功能失效模型,但未给出状态指标的量化和综合评估方法。ABB公司通过对电力设备状态进行量化评价,为设备的管理决策提供依据,这种方法现已用于部分电网中运行变压器的状态评估:该评估方法从可能危及变压器运行的一些重要的方面出发,评估变压器各方面特性,其评估的输入数据来自设计、运行环境和设备征兆等几方面;但其着重强调短路强度和负载能力这两方面内容,忽略了一些其他重要指标项目[1]。吴立增用灰色理论预测变压器未来状态[2],利用贝叶斯网络综合历史、当前和预测状态来确定变压器的综合状态情况,在提高了评估准确性的同时也导致评估结果依赖于变压器未来状态的预测精度。袁志坚,孙才新等提出了采用灰色聚类决策方法对变压器健康状态进行评估[3],给出了反映变压器健康状态的灰色分类,建立了灰类的白化权函数,分析了评估变压器健康状态所涉及的状态信息,给出了变压器健康状态评估的灰色聚类决策步骤,但其状态信息的量化和白化权函数的确定均依赖于专家经验的确定。郭创新等综合采用层次分析、模糊层次分析方法进行了各层、各隶属级指标的静态权重及静态相对权重确定[4],根据各指标劣化程度提出了指标的关注度及相对关注度,并与静态相对权重结合提出劣化变权方法,在此基础上采用改进证据理论方法实现对电力变压器的融合评估。谢红玲, 律方成等针对变压器状态评估的“是非制”不利于变压器状态维修的实施,提出了五级变压器状态的评估方法[5]。根据当前普遍施行的预防性试验数据,对变压器的状态信息进行了系统地分析,提出了基于信息融合的方法对变压器状态进行评估,并以变压器的主绝缘状态评估为例进行说明。程,王宇等在变压器状态参量分析的基础上,着重研究了变压器评估指标权重的确定方法;通过对大量样本数据的分析及对已有成果的总结,运用熵值客观赋权法与改进层次分析主观赋权法相结合的方式得到评估指标的权重值[6]。廖瑞金以220kV等级油浸式电力变压器为例,在实际调研的基础上研究了变压器运行状态与评估指标数值之间的隶属关系和指标初始值差异对评估结论的影响,应用未确知数学理论对专家的评估指标权重量化结果进行处理,建立了基于半柯西分布函数的绝缘油试验评估指标状态函数和考虑指标初始值差异的电气试验评估指标状态函数,形成多信息量融合的电力变压器状态评估模型[7]。
2 电力变压器故障诊断研究现状
近年来,随着在线监测技术、计算机技术和人工智能技术的发展,利用油中溶解气体分析技术与模糊逻辑、专家系统和人工神经网络等技术融合的诊断方法有效地实现了对电力变压器内绝缘潜伏性故障的诊断,大大提高了故障诊断的准确性、可靠性和诊断效率,为变压器故障诊断技术的发展开拓了新的途径。归纳起来,大致可以分为以下几个方面:
①基于油中溶解气体组分的比值诊断方法
运行中的油浸式电力变压器因为承受热和电场的作用,将产生某些可燃性的特征气体并大部分溶解于绝缘油中,这些特征气体的组分含量及比值从某种程度上反映了故障点引起变压器油纸绝缘系统的热分解本质。Dornenburg首先利用这些特征气体的比值进行充油电力变压器的故障诊断,引起了广泛的关注。此后,Barraclough等人明确提出利用CH4/H2、C2H6/CH4、C2H4/C2H6和C2H2/C2H4这四种比值的方法进行变压器故障诊断。由于比值C2H6/CH4只能反映油纸分解的极有限的温度范围,所以在后来的IEC标准中将此比值删去,修改后的三比值法被普遍认为是最为简明有效的解释。Rogers进一步对IEEE和IEC的气体组分比值编码及使用方法作了详细的解析和说明。但在长期的实践中发现IEC599所提供的编码是不完全的,在实际应用中有相当一部分DGA结果落在所给出的编码值之外,以至于对某些情况无法进行诊断。基于此,日本电气协同研究会提出的电协研法和我国湖北电力试验研究所提出的改良电协研法都对IEC编码作了进一步的补充。其他一些利用DGA气体组分分析(如 Duval三角法)及其改进的比值诊断方法也在现场得到了广泛的应用。
②基于模糊逻辑的诊断方法
自从美国控制论学家L.A.Zadeh教授提出模糊集合理论以来,模糊逻辑的研究得到了越来越多的关注。基于模糊逻辑的方法善于表达界限不清晰的定性知识与经验,它借助于隶属度函数概念,区分模糊集合,处理模糊关系,模拟人脑实施规则型推理,解决实际中产生的种种不确定问题。由于实际运行的电力变压器发生故障的原因及故障机理之间存在着大量不确定性和模糊关系,用传统的数学方法很难解析和描述。而模糊逻辑的概念正好有效地解决了不确定性和模糊关系,为电力变压器的故障诊断技术提供了一种行之有效的思路。
③基于专家系统的诊断方法
专家系统是人工智能的一个重要分支。它是一种能够在一定程度上模拟人类专家经验及推理过程的计算机程序系统;能根据用户提供的数据信息,运用系统中存贮的专家经验或知识进行推理判断,最后给出结论及结论的可信度以供用户决策之用。电力变压器故障诊断是个相当复杂的问题,涉及到多方面的因素,根据各种参数作出正确判断必须要有坚实的理论基础和丰富的运行维护经验;另外,由于变压器的容量、电压等级和运行环境各异,同一种故障在不同变压器中的表现也有一定的差异。而专家系统具有较强的容错能力和自适应性,而且可根据诊断中所获得的知识对自身的知识库进行修正以保证知识的完备性,因此能够对不同类型的电力变压器均可有效诊断。
④基于人工神经网络的诊断方法
人工神经网络以数学模型模拟神经元活动,是基于模仿大脑神经网络结构和功能而建立的一种信息处理系统。人工神经网络具有自组织、自适应、自学习、容错性以及很强的非线性逼近能力,它可以实现预测、模拟仿真和模糊控制等功能,是处理非线性系统的有力工具。根据电力变压器故障时油中溶解气体的成分及其含量,利用人工神经网络高度的非线性映射及自组织、自学习能力进行变压器故障诊断一直是近年来的研究热点。
3 结论
随着近年来计算机、传感器以及智能信息处理技术的发展,电力变压器的状态检测、故障分析和预测得到了迅速发展。这些有效的变压器在线监测技术的出现,为实现以故障诊断为基础的状态检修提供了技术支持。目前,尽管已有大量的现代诊断技术应用于电力变压器故障诊断中,但进一步的理论研究和应用结果表明,上述方法仍存在许多不足之处有待进一步研究和改进。
参考文献
[1]黄华,傅晨钊.大型电力变压器状态分析综述[J].华东电力,2004,32(3):24-26.
[2]吴立增.变压器状态评估方法的研究[D].华北电力大学博士学位论文,2005.
[3]袁志坚,孙才新,等.变压器健康状态评估的灰色聚类决策方法[J].重庆大学学报,2005,28(3):22-25.
[4]郭创新,高振兴,张健,等.油浸式电力变压器状态评估模型及方法[J].控制工程,2011,18(6):881-885.